实验四 电容式传感器的位移特性实验

位移传感器实验报告位移传感器实验报告引言：位移传感器是一种能够测量物体位移的装置。

它在工业自动化、机器人技术、医疗设备等领域有着广泛的应用。

本实验旨在通过对位移传感器的实验研究，探索其工作原理和性能特点。

一、实验目的本实验的目的是研究位移传感器的工作原理和性能特点，了解其在实际应用中的优缺点，为后续的工程设计和应用提供参考。

二、实验装置和方法实验所用的位移传感器是一种电容式位移传感器，其工作原理是通过测量电容的变化来实现对位移的测量。

实验装置包括位移传感器、信号调理电路、数据采集系统等。

在实验过程中，首先将位移传感器固定在待测物体上，然后通过调整传感器的位置和角度，使其与被测物体保持良好的接触。

接下来，将信号调理电路与传感器连接，并将其输出与数据采集系统相连。

最后，通过改变被测物体的位移，观察位移传感器的输出信号变化，并记录相应的数据。

三、实验结果与分析在实验过程中，我们通过改变被测物体的位移，观察位移传感器的输出信号变化，并记录了相应的数据。

实验结果显示，位移传感器的输出信号随着被测物体位移的增加而线性增加，且具有较高的精度和稳定性。

进一步分析发现，位移传感器的灵敏度与传感器的工作原理和结构有关。

电容式位移传感器通过测量电容的变化来实现对位移的测量，其灵敏度受到电容变化量的影响。

因此，在实际应用中，我们需要根据具体的需求选择合适的位移传感器，以确保测量结果的准确性和可靠性。

此外，位移传感器还具有一定的温度特性。

在实验过程中，我们发现位移传感器的输出信号受到环境温度的影响。

当环境温度发生变化时，位移传感器的输出信号也会发生相应的变化。

因此，在实际应用中，我们需要对位移传感器进行温度补偿，以提高测量的精度和稳定性。

四、实验总结通过本次实验，我们深入了解了位移传感器的工作原理和性能特点。

位移传感器是一种能够测量物体位移的重要装置，在工业自动化、机器人技术、医疗设备等领域有着广泛的应用。

在实际应用中，我们需要根据具体的需求选择合适的位移传感器，并进行相应的温度补偿，以确保测量结果的准确性和可靠性。

传感器测试实验报告实验一直流激励时霍尔传感器位移特性实验一、实验目得:了解霍尔式传感器原理与应用。

二、基本原理:金属或半导体薄片置于磁场中,当有电流流过时，在垂直于磁场与电流得方向上将产生电动势，这种物理现象称为霍尔效应.具有这种效应得元件成为霍尔元件，根据霍尔效应,霍尔电势UH=KHIＢ，当保持霍尔元件得控制电流恒定，而使霍尔元件在一个均匀梯度得磁场中沿水平方向移动,则输出得霍尔电动势为,式中k—位移传感器得灵敏度。

这样它就可以用来测量位移.霍尔电动势得极性表示了元件得方向.磁场梯度越大，灵敏度越高；磁场梯度越均匀，输出线性度就越好。

三、需用器件与单元:霍尔传感器实验模板、霍尔传感器、±15V直流电源、测微头、数显单元.四、实验步骤:1、将霍尔传感器安装在霍尔传感器实验模块上,将传感器引线插头插入实验模板得插座中,实验板得连接线按图9—1进行。

1、3为电源±５V,２、4为输出。

2、开启电源,调节测微头使霍尔片大致在磁铁中间位置,再调节Rw1使数显表指示为零。

图９-１直流激励时霍尔传感器位移实验接线图3、测微头往轴向方向推进,每转动0、2mｍ记下一个读数，直到读数近似不变,将读数填入表９-1。

表９－1X（ｍm)Ｖ（mv)作出V—Ｘ曲线,计算不同线性范围时得灵敏度与非线性误差。

五、实验注意事项:1、对传感器要轻拿轻放,绝不可掉到地上。

2、不要将霍尔传感器得激励电压错接成±1５Ｖ,否则将可能烧毁霍尔元件。

六、思考题:本实验中霍尔元件位移得线性度实际上反映得时什么量得变化？七、实验报告要求:1、整理实验数据,根据所得得实验数据做出传感器得特性曲线．2、归纳总结霍尔元件得误差主要有哪几种,各自得产生原因就是什么,应怎样进行补偿。

实验二集成温度传感器得特性一、实验目得:了解常用得集成温度传感器基本原理、性能与应用。

二、基本原理:集成温度传器将温敏晶体管与相应得辅助电路集成在同一芯片上,它能直接给出正比于绝对温度得理想线性输出,一般用于－５0℃－+150℃之间测量，温敏晶体管就是利用管子得集电极电流恒定时,晶体管得基极—发射极电压与温度成线性关系。

南昌大学实验报告学生姓名： 学 号： 专业班级： 实验类型：□ 验证 □ 综合 □ 设计 □ 创新 实验日期： 实验成绩：实验四 霍尔式传感器的静态位移特性—直流激励实验目的：了解霍尔式传感器的原理与特性。

所需单元及部件：霍尔片、磁路系统、电桥、差动放大器、V /F 表、直流稳压电源，测微头、振动平台。

有关旋钮的初始位置：差动放大器增益旋钮打到最小，电压表置2V 档，直流稳压电源置2V 档，主、副电源关闭。

实验步骤：（1）了解霍尔式传感器的结构及实验仪上的安装位置，熟悉实验面板上霍尔片的符号，霍尔片安装在实验仪的振动圃盘上，两个半圆永久磁钢固定在实验仪的顶板上，二者组合成霍尔式传感器。

（2）开启主、副电源将差动放大器调零后，增益置接近最小，使得霍尔片在磁场中位移时V /F 表读数明显变化，关闭主，副电源，根据图1接线，W 1、r 为电桥单元的直流电桥平衡网络。

（3）装好测微头，调节测微头与振动台吸合并使霍尔片置于半圆磁钢上下正中位置。

（4）开启主、副电源，调整W1使电压表指示为零。

图1 接线图（5）上下旋动测微头，记下电压表读数，建议每隔0.2mm读一个数，将读数填入下表：做出V—X曲线，指出线性范围，求出灵敏度，关闭主、副电源。

可见，本实验测出的实际上是磁场情况，它的线性越好，位移测量的线性度也越好，它的变化越陡，位移测量的灵敏度也越大。

（6）实验完毕，关闭主、副电源，各旋钮置初始位置。

注意事项：（1）由于磁路系统的气隙较大，应使霍尔片尽量靠近极靴，以提高灵敏度。

（2）一旦调整好后，测量过程中不能移动磁路系统。

（3）激励电压不能过大，以免损坏霍尔片。

（±4V就有可能损坏霍尔片）。

电容式传感器的位移特性实验报告一、实验目的了解电容式传感器结构及其特点。

二、基本原理利用平板电容C＝εA／d和其它结构的关系式通过相应的结构和测量电路可以选择ε、A、d中三个参数中，保持二个参数不变，而只改变其中一个参数，则可以有测谷物干燥度（ε变）测微小位移（变d）和测量液位（变A）等多种电容传感器。

三、需用期间与单元电容传感器、电容传感器实验模板、测微头、相敏检波、滤波模板、数显单元、直流稳压源。

四、实验步骤1、按图1－1安装示意图将电容传感器装于电容传感器实验模板上，判别C X1和C X2时，注意动极板接地，接法正确则动极板左右移动时，有正、负输出。

不然得调换接头。

一般接线：二个静片分别是1号和2号引线，动极板为3号引线。

2、将电容传感器电容C1和C2的静片接线分别插入电容传感器实验模板C x1、C x2插孔上，动极板连接地插孔（见图1－3）。

图1－3电容传感器位移实验接线图3、将电容传感器实验模板的输出端V o1与数显表单元V i相接（插入主控箱V i孔），Rw调节到中间位置。

接入±15V电源，旋动测微头推进电容器传感器动极板位置，每间隔0.2mm记下位移X与输出电压值，填入表1－2。

表1－2 电容传感器位移与输出电压值X(mm)V(mv)4、根据表1－2数据计算电容传感器的系统灵敏度S和非线性误差δf。

五、实验数据处理1、实验数据：2、电容传感器位移与输出电压值数据表：3、计算灵敏度和非线性误差：用最小二乘法拟合的直线为：y =−0.037x +0.2293 灵敏度为0.037V/mm在7.800mm 处取最大相对误差为：0.006mv 非线性误差：0.0060.350×100%=1.71% 六、思考题试设计利用ε的变化测谷物湿度的传感器原理及结构？能否叙述一下在设计中应考虑哪些因素？答：由于是测谷物的湿度，当此传感器放在谷物里面时，根据谷物的呼吸作用，用传感器检测呼吸作用的水分程度，从而判断出谷物的湿度，当电容的S 与D 为恒定值时C =f(ε),稻谷的含水率不同，介电常数也不同，可确定谷物含水率，传感器为两个板，谷物从传感器之间穿过。

电容式传感器的位移特性实验报告资料一、实验内容：1、使用电容式传感器进行位移测量；2、采用锁相放大器，对位移测量进行信号检测，输出交流（AC）信号幅度和相位；3、掌握电容式传感器的阻抗和信号特性。

二、实验原理：1、电容式传感器：是将测量物体与一个接地电极分离，形成一个独立的电容二极管。

当测量物体发生位移时，该二极管电容Cc变化，即Cc=f（d），d是测量位移。

在保持传感器静态工作点C0不变的情况下，当Cc发生变化时，不受测物位移的干扰。

因此，电容式传感器可以实现高精度、无接触、无磨损位移测量。

2、锁相放大器：是一种适用于相位、频率、振幅等参数检测的精密电子测量仪器。

它可以对微弱的交流信号检测并输出信号幅度和相位。

三、实验器材：2、锁相放大器；3、信号调理器；4、多路开关；5、示波器。

四、实验过程：1、在传感器静态工作点时，接触传感器，调整微调电容，使电压稳定在一个固定值；2、调整开关，将传感器所测量的位移信号输入信号调理器内，进行信号调理，可以得到一个幅度为1V、频率为10kHz左右、带有微弱噪声的交流信号；3、将调理后的信号连接至锁相放大器的输入端，将锁相放大器的参考输入端连接至信号调理器输出端，调节锁相放大器的参考信号相位，使锁相放大器输出的交流信号幅度和参考信号相位一致；4、通过示波器连接至锁相放大器输出端，调节示波器测量参数，可以得到锁相放大器输出信号的AC幅度和相位值；5、通过多路开关改变传感器输入的位移值，重复以上步骤，得到传感器的位移特性曲线。

五、实验结果：在不同的测量点进行测量，在锁相放大器中得到具有不同幅度和相位的AC信号，通过信号处理以及调制，最终得到有关电容式传感器位移特性曲线，从中发现电容性传感器在不同测量点上具有不同的灵敏度，以及对于位移值的反应截然不同，这也是电容式传感器的特点，需要在实际应用中进行合理的选择和设计。

六、实验分析：通过实验，我们发现电容式传感器的测量值和测量量并非简单的线性关系，仅仅是对于位移变化而产生的电容变化，同时也受到感应现象、环境噪声的影响。

电容式传感器的位移特性实验电容式位移传感器实验是一种重要的引导应用考核技术，它要求用户在复杂的实验环境中结合理论知识和实际操作，使用电容式位移传感器来测量和检验其变化。

电容式位移传感器具有灵敏度高、稳定性好、良好的鲁棒性等优点，在工业控制领域中得到广泛应用。

实验 content一、研究内容1、电容式位移传感器介绍：介绍电容式位移传感器的原理工作原理、接线结构以及精度要求等。

2、等效电路仿真：使用电路仿真软件，仿真输入电压的变化对电容式位移传感器的影响。

3、实验素材：利用工业电容式位移传感器，测量传感器的位移特性，探查其非线性特性以及如何改善精度。

4、仪器设备：利用函数发生器、数字万用表、模拟量信号示波器等常用仪器设备，分别检测典型电容器位移传感器的精度。

5、结论性评价：评价：分析电容式位移传感器的特性，对它的优缺点进行总结，指出如何提高其精度，进一步建立相关的计算模型。

二、实验原理1、电容式位移传感器由两个电容构成，其原理是由于特定环境改变时，电容之间的介质改变，会在电容上形成电容电势差而发生变化，从而使电容式位移传感器的内部电路受到影响，最终通过电容变化改变其输出电压。

2、实验中利用函数发生器产生跨越输入电压，观察输出电压的变化，研究电容式位移传感器的补偿特性和灵敏度。

3、设置正反向斜率的步进电压，控制正反向补偿电压间隔，观察其非线性特性，探究其实际特性。

4、模拟量信号示波器给出电容式位移传感器的不同输出电压，观察实际精度，辅助分析结果。

三、实验结果1、经过仿真计算，确定电容式位移传感器补偿特性曲线，补偿范围较大，灵敏度及时响应速度较快，补偿特性良好。

2、观察实验电路中电容式位移传感器的输出电压，发现其在正反向补偿斜率步进电压下，相应的响应有非线性变化，合理，可靠。

3、通过模拟量信号示波器的输出，可分析典型电容式位移传感器的精度，表明电容式位移传感器的精度较高，可以满足应用要求。

四、结论1、电容式位移传感器具有灵敏度高、稳定性优、较好的精度等特点，在工业控制领域具有广泛应用。

电容式传感器测位移特性实验电容式传感器是一种常用的位移传感器，采用电容式将小的位移量变化，转变成模拟电压来发送，以实现检测和测量的目的，其具有快速响应、高精度和反应稳定的特点，被广泛应用到航空、航天、工业控制仪表等领域。

本实验将通过实验设备进行测量电容式传感器的位移特性，以更加深入的了解电容式传感器的工作特性。

实验装置是一台专业的电容测试仪，此外还配有一个线性位移模拟器、一个电容式传感器、一些实验电缆和接口线等辅助设备。

实验可分为三个步骤：绘制拟合曲线前的实验前准备工作、将电容式传感器的位移信号变为模拟电压的转换过程以及拟合测得的曲线。

1、实验前准备工作：首先，将位移模拟器接线连接到实验装置；随后，将电容式传感器接入实验装置，并将电容传感器安装在位移模拟器上；最后，调节电容测试仪偏置电路，矫正偏置电压，以设定有效位移信号范围。

2、将电容式传感器的位移信号变为模拟电压的转换过程：在实验中，将位移模拟器的调置电位从最小值（0mm）调至最大值（50mm），从而控制位移模拟器产生不同的位移量。

每次顺序调节时，实验装置将其位移量所产生的信号作为输入，经过转换后将电容式传感器的位移信号变成一定失真程度的模拟电压信号，从而可进行数据获取。

3、拟合测得的曲线：由于电容式传感器的反应特性的确定，在本实验中选择了一种标准的二次曲线进行拟合，以便更好地了解其工作原理。

在拟合曲线以及拟合曲线的过程中，采用的是软件的拟合算法，计算出最佳的参数并绘制拟合曲线。

实验结果表明，本次实验证明了电容式传感器位移特性测试实验使用电容式传感器和实验装置进行测量均具有可行性和准确性，为此类传感器的应用提供了足够的参考。

此外，本次实验也体现了软件算法拟合准确性以及实验数据在绘制曲线过程中的重要性等。

目录实验一金属箔式应变片——单臂电桥性能实验 (1)实验二金属箔式应变片——半桥性能实验 (3)实验三金属箔式应变片——全桥性能实验 (4)实验四金属箔式应变片单臂、半桥、全桥性能比较 (5)实验五金属箔式应变片的温度影响实验 (6)实验六直流全桥的应用——电子秤实验 (6)实验七移相器实验 (7)实验八相敏检波器实验 (9)实验九交流全桥的应用——振动测量实验 (10)实验十压阻式压力传感器的压力测量实验 (13)实验十一扩散硅压阻式压力传感器差压测量* (14)实验十二差动变压器的性能实验 (15)实验十三激励频率对差动变压器特性的影响实验 (16)实验十四差动变压器零点残余电压补偿实验 (18)实验十五差动变压器的应用——振动测量实验 (19)实验十六电容式传感器的位移特性实验 (21)实验十七电容传感器动态特性实验 (22)实验十八直流激励时霍尔式传感器的位移特性实验 (23)实验十九交流激励时霍尔式传感器的位移特性实验 (25)实验二十霍尔测速实验* (26)实验二十一磁电式传感器测速实验 (27)实验二十二压电式传感器测量振动实验 (28)实验二十三电涡流传感器位移特性实验 (29)实验二十四被测体材质对电涡流传感器的特性影响实验 (30)实验二十五被测体面积大小对电涡流传感器的特性影响实验 (31)实验二十六电涡流传感器测量振动实验 (31)实验二十七电涡流传感器的应用——电子秤实验 (33)实验二十八电涡流传感器测转速实验* (34)实验二十九光纤传感器的位移特性实验 (34)实验三十光纤传感器测量振动实验 (35)实验三十一光纤传感器测速实验 (36)实验三十二光电转速传感器的转速测量实验 (38)实验三十三 CU50温度传感器的温度特性实验 (39)100热电阻测温特性实验 (40)实验三十四 PT实验三十五热电偶测温性能实验 (42)实验三十六气体流量的测定实验* (43)实验三十七气敏（酒精）传感器实验 (44)实验三十八湿敏传感器实验 (45)实验三十九温度仪表PID控制实验 (45)实验四十外部温度控制实验系统* (47)实验四十一多功能数据采集控制器的使用介绍 (47)实验四十二计算机温度PID控制实验 (50)实验四十三数据采集卡动态链接库调用实验* (52)实验四十四转速PID控制系统 (53)附录一温控仪表操作说明 (55)附录二《微机数据采集系统软件》使用说明 (62)附录三《多功能数据采集系统软件》使用说明 (65)附录四《YL4.1系统软件》使用说明 (67)实验一 金属箔式应变片——单臂电桥性能实验一、实验目的：了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能。

一、实训目的电容式传感器实训旨在使学生了解电容式传感器的基本原理、结构、工作特性以及在实际应用中的重要性。

通过本次实训，学生应掌握电容式传感器的安装、调试、测试方法，并能够根据实际需求设计和应用电容式传感器。

二、实训内容1. 理论部分- 电容式传感器的基本原理：电容式传感器是利用电容变化来检测物理量的传感器。

其基本原理是通过测量电容的变化来检测被测量的物理量，如位移、振动、压力等。

- 电容式传感器的结构：电容式传感器主要由敏感元件、测量电路和信号处理电路组成。

- 电容式传感器的工作特性：电容式传感器具有高灵敏度、高精度、抗干扰能力强等特点。

2. 实践部分- 安装与调试1. 根据实验要求，将电容式传感器安装到相应的测试平台上。

2. 调整传感器与测试平台的距离，确保传感器能够正确地检测到被测量的物理量。

3. 调整传感器的灵敏度，使其在检测范围内达到最佳性能。

- 测试与数据分析1. 利用实验设备对电容式传感器进行测试，记录测试数据。

2. 分析测试数据，评估传感器的性能，如灵敏度、线性度、重复性等。

3. 根据测试结果，对传感器进行调整和优化。

3. 应用设计- 根据实验要求，设计一个应用实例，如位移测量、振动检测等。

- 分析应用实例中电容式传感器的需求，选择合适的传感器型号和参数。

- 设计电路，实现电容式传感器的信号采集、处理和输出。

三、实训结果与分析1. 测试结果通过实验，我们得到了以下测试结果：- 传感器的灵敏度为0.1mm/V，线性度为0.5%，重复性为0.3%。

- 在测试范围内，传感器能够稳定地检测到被测量的物理量。

2. 数据分析根据测试结果，我们可以得出以下结论：- 电容式传感器具有较高的灵敏度和线性度，能够满足实际应用的需求。

- 传感器的重复性好，稳定性高，适用于长时间连续工作。

3. 应用设计根据实验结果，我们设计了一个位移测量系统。

该系统采用电容式传感器作为测量元件，通过信号采集、处理和输出，实现了对位移的精确测量。

摘要传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。

电容式传感器就是把被测的机械量，如位移、压力等转换为电容量变化的传感器。

它的敏感部分就是具有可变参数的电容器。

其最常用的形式是由两个平行电极组成、极间以空气为介质的电容器。

本文设计介绍了一种电容式传感器测量位移的设计结构及其工作原理。

关键字：电容式传感器，平行电极，位移目录摘要。

1 引言。

3 传感器转换电路仿真调试及原理分析。

3 1．同相比例放大电路2.二阶低通滤波器电路电容式传感器测量电路设计及分析。

5 误差分析。

8 学习心得。

8参考文献资料。

9引言传感器是科学仪器、自动控制系统中信息获取的首要环节和关键技术，是先进国家优先发展的重要基础性技术。

传感器与通信技术和计算机技术构成了信息技术的三大支柱。

传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。

随着现代科学技术的迅猛发展，非电物理量的测量与控制技术已越来越广泛地应用于航天、交通运输、机械制造、自动检测与计量等技术领域，而且也正在逐步引入人们的日常生活中。

70年代末以来，随着集成电路技术的发展,出现了与微型测量仪表封装在一起的电容式传感器。

这种新型的传感器能使分布电容的影响大为减小，使其固有的缺点得到克服。

电容式传感器是一种用途极广，很有发展潜力的传感器。

典型的电容式传感器由上下电极、绝缘体和衬底构成。

当薄膜受压力作用时，薄膜会发生一定的变形，因此，上下电极之间的距离发生一定的变化，从而使电容发生变化。

但电容式压力传感器的电容与上下电极之间的距离的关系是非线性关系，因此，要用具有补偿功能的测量电路对输出电容进行非线性补偿。

传感器转换电路仿真调试及原理分析1．同相比例放大电路同相输入放大电路如图1所示，信号电压通过电阻RS加到运放的同相输入端，输出电压vo通过电阻R1和Rf反馈到运放的反相输入端，构成电压串联负反馈放大电路。

根据虚短、虚断的概念有vN=vP=vS，i1=if于是求得所以该电路实现同相比例运算。

实验四 电容式传感器的位移特性实验一、实验目的了解电容传感器的结构及特点，电容传感器的位移测量原理。

二、实验仪器电容传感器、电容传感器模块、测微头、数显直流电压表、直流稳压电源、绝缘护套 三、实验原理电容式传感器是指能将被测物理量的变化转换为电容量变化的一种传感器，它实质上是具有一个可变参数的电容器。

利用平板电容器原理： dSdSC r ⋅⋅==εεε0 （4-1）式中，S 为极板面积，d 为极板间距离，ε0真空介电常数，εr 介质相对介电常数，由此可以看出当被测物理量使S 、d 或εr 发生变化时，电容量C 随之发生改变，如果保持其中两个参数不变而仅改变另一参数，就可以将该参数的变化单值地转换为电容量的变化。

所以电容传感器可以分为三种类型：改变极间距离的变间隙式，改变极板面积的变面积式和改变介质电常数的变介电常数式。

这里采用变面积式，如图4-1两只平板电容器共享一个下极板，当下极板随被测物体移动时，两只电容器上下极板的有效面积一只增大，一只减小，将三个极板用导线引出，形成差动电容输出。

图4-1 差动电容传感器原理图四、实验内容与步骤1．按图4-2将电容传感器安装在传感器固定架上，将传感器引线插入电容传感器实验模块插座中。

图4-2 电容传感器安装示意图2．将电容传感器模块的输出U O 接到数显直流电压表。

3．将实验台上±15V 电源接到传感器模块上。

检查接线无误后，开启实验台电源，用电压表2V档测量“电容传感器模块”的输出，将电容传感器调至中间位置，调节Rw，使得数显直流电压表显示为0（2V档）。

（Rw确定后不要改动）4．旋动测微头推进电容传感器的共享极板（下极板），每隔0.2mm记下位移量X与输出电压值V的变化，填入下表4-1。

五、实验报告1．根据表4-1的数据计算电容传感器的系统灵敏度S和非线性误差δf。

智能仪器课程设计报告书课程名称：智能仪器设计题目：电容式传感器的位移特性实验学院：电气学院专业：测控技术与仪器班级：BG0XX组员：XXX XXXXXX XXX摘要仪器仪表式获取信息的工具，式认识世界的手段。

它是一个具体的系统或装置。

它最基本的作用是延伸、扩展、补充或代替人的听觉、视觉、触觉等器官的功能。

随着科学技术的不断发展，人类社会已经步入信息时代，对仪器仪表的依赖性更强，要求也更高。

现代仪器仪表以数字化、自动化、智能化等共性技术为特征获得了快速发展。

关键词：智能仪器、微型计算机AbstractInstrument information access tool, a means of understanding the world style. It is a specific system or device. It is the most basic role is to extend, expand, complement or replace human auditory, visual, tactile and other organ functions. With the continuous development of science and technology, mankind has entered the information age, more dependent on the instrument, demanding more. Modern instrumentation to digital, automatic and intelligent features such as access to common technologies for the rapid development.Keywords:Intelligent instruments, micro-computer目录摘要 (I)ABSTRACT (III)第1章电容式传感器 (1)1.1电容式传感器工作原理 (1)1.2电容式传感器的结构类型 (2)1.3电容式传感器的优缺点 (2)第2章电容式传感器的位移特性实验 (4)2.1实验目的 (4)2.2基本原理 (4)2.3需用器件与单元 (4)2.4实验步骤 (5)2.5 A/D转换 (6)课程设计小结 (7)参考文献 (8)第1章 电容式传感器1.1 电容式传感器的工作原理两块极板之间的间隙变化，或是表面积变化，将使电容量改变，根据这一原理制成的传感器称为电容式传感器。

机械工程《传感器与检测技术》测试技术实验指导书机械工程测试技术实验指导书——传感器与检测技术罗烈雷编机械工程系机械工程测试技术实验指导书——传感器与检测技术一、测试技术实验的地位和作用《传感器与检测技术》课程，在高等理工科院校机械类各专业的教学打算中，是一门重要的专业基础课，而实验课是完成本课程教学的重要环节。

其要紧任务是通过实验巩固和消化课堂所讲授理论内容的明白得，把握常用传感器的工作原理和使用方法，提高学生的动手能力和学习爱好。

其目的是使学生把握非电量检测的差不多方法和选用传感器的原则，培养学生独立处理问题和解决问题的能力。

二、应达到的实验能力标准1、通过应变式传感器实验，把握理论课上所讲授的应变片的工作原理，并验证单臂、半桥、全桥的性能及相互之间关系。

2、通过差动变压器静态位移性能测试和差动变压器零点残余电压的补偿电路设计，把握理论课上所讲授的差动变压器的工作原理和零点残余电压的补偿措施。

3、通过电涡流式传感器的静态标定和被测体材料对电涡流式传感器特性的阻碍实验，把握理论课上所讲授的电涡流式传感器的原理及工作性能，验证不同性质被测体材料对电涡流式传感器性能的阻碍。

4、通过差动面积式电容传感器的静态及动态特性测试，了解差动面积式电容传感器的工作原理及其特性。

5、通过磁电感应式传感器的性能和霍尔式传感器直流静态位移特性的测试方法，把握磁电感应式传感器的工作原理及其性能和霍尔式传感器的工作原理及其特能。

6、通过压电式传感器的动态响应和引线电容对电压放大器与电荷放大器的阻碍实验，把握压电式传感器的原理、结构及应用和验证引线电容对电压放大器的阻碍，了解电荷放大器的原理和使用方法。

7、通过光敏三极管和光敏电阻的性能测试，把握光电传感器的原理与应用方法。

8、热电偶和热敏电阻的性能测试的方法，把握热电偶的原理和 NTC 热敏电阻的工作原理和使用方法，并对传感器灵敏度线性度进行分析。

9、通过差动放大器和低通滤波器设计和测试，把握差动放大器和滤波器的设计方法和性能测试方法。

《传感器原理及应用》直流激励时霍尔传感器的位移特性
实验验报告
1.实验功能要求
了解霍尔传感器的原理与应用。

2.实验所用传感器原理
根据霍尔效应，霍尔电势U H=K H IB，其中K H为灵敏度系数，由霍尔材料的物理性质决定，当通过霍尔组件的电流I一定，霍尔组件在一个梯度磁场中运动时，就可以用来进行位移测量。

磁场中有一个霍尔半导体片，恒定电流I从A到B通过该片。

在洛仑兹力的作用下，I的电子流在通过霍尔半导体时向一侧偏移，使该片在CD 方向上产生电位差，这就是所谓的霍尔电压。

3.实验电路
4.实验过程
1．将霍尔传感器安装到传感器固定架上，传感器引线接到对应的霍尔
插座上。

按图17-1接线。

2．开启电源，直流数显电压表选择“2V”档，将测微头的起始位置调到“10mm”处，手动调节测微头的位置，先使霍尔片基本在磁钢的中间位置（数显表大致为0），固定测微头，再调节Rw2使数显表显示为零。

3. 分别向左、右不同方向旋动测微头，每隔0.2mm记下一个读数，直到读数近似不变，将读数填入表格。

5.实验结果
作出V-X图：
由图可知霍尔电压与推进距离为线性关系。

电容式传感器的位移实验报告电容式传感器的位移实验报告概述：电容式传感器是一种常见的传感器类型，它通过测量电容的变化来检测物体的位移。

在本次实验中，我们将使用电容式传感器来测量一个物体的位移，并分析实验结果。

实验装置：1. 电容式传感器：我们选择了一款高精度的电容式传感器，具有稳定的性能和较小的测量误差。

2. 信号采集器：为了获取传感器的输出信号，我们使用了一台信号采集器，并将其连接到电容式传感器。

3. 物体：我们选择了一个简单的金属块作为实验物体，通过移动该物体来模拟位移。

实验步骤：1. 连接：首先，我们将电容式传感器与信号采集器进行连接。

确保连接稳固可靠，并避免干扰信号的出现。

2. 校准：在进行实际测量之前，我们需要对电容式传感器进行校准。

校准的目的是确定传感器的输出与实际位移之间的关系。

3. 实验测量：将物体放置在传感器的测量范围内，并通过移动物体来模拟位移。

同时，记录传感器输出的变化，并与实际位移进行对比。

实验结果与分析：通过实验测量，我们得到了一系列传感器的输出值，并与实际位移进行了对比。

根据我们的实验数据，我们可以得出以下结论：1. 传感器输出与位移之间存在线性关系：通过绘制传感器输出与实际位移之间的散点图，我们发现它们之间存在明显的线性关系。

这意味着电容式传感器在测量位移方面具有较高的准确性和可靠性。

2. 测量误差存在：尽管电容式传感器具有较高的精度，但在实际测量中仍存在一定的误差。

这些误差可能来自于传感器本身的不确定性，以及实验环境中的干扰因素。

因此，在实际应用中，我们需要对测量结果进行修正和校准。

3. 传感器响应速度：通过观察传感器输出的变化曲线，我们可以了解到电容式传感器的响应速度。

在实验中，我们发现传感器的响应速度相对较快，能够准确地跟踪物体的位移变化。

实验应用：电容式传感器在工业和科学研究领域有着广泛的应用。

以下是一些常见的应用领域：1. 位移测量：正如我们在实验中所展示的，电容式传感器可以用于测量物体的位移。

传感器实验报告学号:U201013649专业班级:自动化1002班姓名:陈俊鑫成绩:华中科技大学目录一、实验一金属箔式应变片——单臂电桥性能实验 (3二、实验二金属箔式应变片——半桥性能实验 (4三、实验三金属箔式应变片——全桥性能实验 (6四、实验四金属箔式应变片单臂、半桥、全桥性能比较 (8五、实验六直流全桥的应用——电子秤实验 (10六、实验十差动变压器的性能实验 (11七、实验十四电容式传感器的位移实验 (14八、实验十六直流激励时霍尔式传感器位移特性实验 (16九、实验二十四电涡流传感器位移实验 (19十、实验三十光纤传感器的位移特性实验 (22实验一金属箔式应变片——单臂电桥性能实验一、实验目的了解金属箔式应变片的应变效应,单臂电桥工作原理和性能。

二、实验原理电阻丝在外力作用下发生机械变形时,其电阻值发生变化,这就是电阻应变效应,描述电阻应变效应的关系式为:ΔR/R=Kε式中ΔR/R为电阻丝电阻相对变化,K为应变灵敏系数,ε=ΔL/L为电阻丝长度相对变化,金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件,通过它转换被测部位受力状态变化、电桥的作用完成电阻到电压的比例变化,电桥的输出电压反应了相应的受力状态。

对单臂电桥输出电压U01=EKε/4。

三、实验器材应变式传感器实验模板、应变式传感器、砝码、数显表、±15V电源、±4V电源、万用表(自备。

四、实验步骤实验中用到的应变传感器实验模板连接图如图 1 应变式传感器单臂电桥实验连接图图1所示。

图 1 应变式传感器单臂电桥实验连接图安装传感器,将IC1和IC2的同相端接地后,调节Rw4使得数显表显示为0后(即将差动放大器调0,再将电路的电桥部分按图中所示接入电路后,调节Rw1,使数显表为0。

然后在电子称上放置砝码读取数显表的数值,依次增加砝码和读取相应的数显表值。

五、实验结果与分析实验结果如表格 1所示。

表格 1 单臂电桥性能实验数据记录表由以上实验结果知:平均电压变化量:∆u=[(28.5-4.6/5+(33.3-8.8/5+(37.7-14.2/5+(42.5-18.8/5+(47.3-23.6/5]/5≈4.77mv 平均重量变化量:∆W=20g系统灵敏度:S1=∆u/∆W=0.2386mv/g 线性误差:1/100%f F s m y ∙δ=∆⨯=≈0.67%-六、思考题单臂电桥时,作为桥臂电阻应变片的选用时正、负应变片均可使用,换成负应变片时,所得的电压值为负值,需做一定的变换后方能比较直观。